Stabilisation à froid de matériaux montmorillonitiques par du ciment Portland

Abstract

Les matériaux à base de montmorillonite se prêtent mal au procédé de stabilisation à froid des produits argileux mis en forme par extrusion. Dans un premier temps, nous avons essayé de rechercher, parmi les raisons qui permettent d'expliquer l'inaptitude de la montmorillonite à être stabilisée à l'aide de ciment Portland, si l'une des plus importantes ne serait pas la capacité de cette argile à échanger et à adsorber des cations qui se trouvent dans son entourage. En effet, dans un mélange composé de montmorillonite et de ciment, les ions Ca²⁺ libérés par ce dernier sont échangés et captés par les particules argileuses, ce qui entrave le processus d'hydratation du ciment. Dans un deuxième temps, il a été entrepris de prétraiter la montmorillonite en la saturant en ions Ca²⁺, avant de la mélanger au ciment. Il est apparu que les propriétés gonflantes de cette argile doivent être le facteur prépondérant de ce comportement des mélanges montmorillonite—ciment.

Résumé

Montmorillonite-based materials are not well-suited to the cold stabilization process of extrusion-shaped clay products. First, we sought to determine, from among the reasons which could explain the difficulty in stabilizing montmorillonite with Portland cement, if one of the main causes was this clay's capacity to exchange and adsorb cations from its surroundings. Indeed, in the montmorillonite-cement mixture, the Ca²⁺ ions freed by the binder are exchanged and captured by the clay particles, which prevents hydration reactions of the cement. In a second stage, we treated mortmorillonite before mixing it with cement. The treatment consisted of saturating this kind of clay with Ca²⁺ ions. It then appeared that the expansive properties of this clay must be the major factor in the behaviour of montmorillonite-cement mixtures.